17.1 概述
原子熒光(atomic fluorescence,AF)是自由原子吸收了特征波長輻射之后被激發(fā)到高能態(tài),再以輻射方式去活化時(shí)發(fā)射的輻射。原子熒光光譜法(atomic fluorescence spectrometry,AFS)是一種通過測量元素原子蒸氣在輻射能所發(fā)射的原子熒光強(qiáng)度進(jìn)行元素定量分析的儀器分析方法。在19 世紀(jì)后期和20 世紀(jì)初期,物理學(xué)家就研究過原子熒光現(xiàn)象,觀察到了在火焰中某些元素所發(fā)出的熒光。從1956年開始,Alkemade用原子熒光研究了火焰中的物理和化學(xué)過程,并于1962建議將原子熒光用于化學(xué)分析。1964年,溫福德納(J.D.Winefordner)和維克斯(T.J.Vickers) 等首先提出將火焰原子熒光光譜法作為一種新的分析方法。1964年后,特別是美國的Winefordner小組和英國的West小組對原子熒光光譜法進(jìn)行了廣泛的研究,對其發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)[1]。
1969年,Holak把經(jīng)典的砷化氫發(fā)生反應(yīng)與火焰原子光譜法相結(jié)合,創(chuàng)立了氫化物發(fā)生-火焰原子吸收光譜分析聯(lián)用技術(shù),測定了砷[2]。此后,在1974年Tsujii和Kuga[3]把氫化物發(fā)生進(jìn)樣技術(shù)與無色散原子熒光分析技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了氫化物發(fā)生-無色散原子熒光光譜分析,并應(yīng)用于砷的測定。由于這種方法把蒸氣進(jìn)樣技術(shù)與無色散原子熒光光譜測定的特點(diǎn)地結(jié)合起來,具有儀器結(jié)構(gòu)簡單,靈敏度高,氣相干擾少,適合于多元素同時(shí)分析等特點(diǎn)。對于分析中感興趣的As、Sb、Bi、Hg、Se、Te、Pb、Sn、Ge等元素的測定,氫化物發(fā)生-原子熒光光譜分析法(HGAFS)顯示出其*的優(yōu)點(diǎn),這主要是由于上述這些元素的主要熒光譜線位于200nm~290nm之間,正好是日盲光電倍增管靈敏度波段,另一方面,這些元素可以形成氣態(tài)的氫化物,不但可與大量的基體相分離,大大降低了基體干擾,而且是氣體進(jìn)樣方式,極大地提高了進(jìn)樣效率。因此,HGAFS測定上述元素具有很高的靈敏度。目前,這種技術(shù)已越來越受到人們的重視。
HGAFS分析技術(shù)出現(xiàn)以后,中外原子光譜分析工作者對其開展了大量的研究工作,從對近十幾年來的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果可以看出,這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展各有特點(diǎn)。在國外的工作中,早先沿用Tsujii所提出的在酸性體系中用金屬鋅還原生成AsH3,反應(yīng)速度慢,操作麻煩,以后對此進(jìn)行了改進(jìn)[3],使用NaBH4做還原劑,氬氫小火焰來進(jìn)行氫化物的原子化。這雖然大大降低了火焰噪聲,提高了靈敏度,因要通入一定量的氫氣來維持小火焰,裝置比較復(fù)雜。此外,由于用碘化物無極放電燈做光源,受到鉍的嚴(yán)重光譜干擾,使得這種方法難以用于實(shí)際樣品的測定,從而嚴(yán)重影響了這一技術(shù)的發(fā)展。因此在80年代中期,這種很有潛力的技術(shù)基本上停滯不前。這可以清楚地從國外文獻(xiàn)增長曲線中出現(xiàn)的底谷看到。近年來,國外對此項(xiàng)技術(shù)又重新重視起來,并有商品儀器推出,文獻(xiàn)數(shù)量也開始日益增多。
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